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CN106536064A - 阀组件 - Google Patents

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CN106536064A
CN106536064A CN201580029583.3A CN201580029583A CN106536064A CN 106536064 A CN106536064 A CN 106536064A CN 201580029583 A CN201580029583 A CN 201580029583A CN 106536064 A CN106536064 A CN 106536064A
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Abstract

一种阀组件200，包括具有向内突出的唇缘226的壳体202，该唇缘密封地抵靠插入穿过唇缘的阀杆220的外表面。在唇缘226的上方设置有气体入口234a，并且在唇缘的下方设置有液体入口212。因此，唇缘226确保气体流动路径和液体流动路径保持分离，直到阀杆220移动到打开位置，在该打开位置处，杆中的液体入口孔284与壳体中的液体入口212连通，并且杆中的气体入口孔286与壳体中的气体入口234a连通，用于杆中的出口管道280中的流体混合。这种布置意味着在液体与密封垫圈260之间没有接触，从而避免了可能引起杆220卡住的垫圈的膨胀。

Description

阀组件
技术领域
本发明涉及阀组件，具体地涉及在以喷雾的形式排放液体产品(例如家用产品，诸如空气清新剂)的气雾剂喷雾设备中使用的阀组件。本发明特别适用于利用压缩气体推进剂而不是液化气体推进剂的气雾剂喷雾设备。
背景技术
一般来说，气雾剂喷雾设备包括：容纳待被一起排放的液体的容器；以及与阀布置相关联的出口喷嘴，阀布置选择性地可操作以允许通过设置在容器内的推进剂将液体作为喷雾从喷嘴排放。
“压缩气体推进剂气雾剂”和“液化气体推进剂气雾剂”都是已知的。压缩气体推进剂气雾剂包括的推进剂是处于25℃且处于至少50巴的压力下的气体(例如空气、氮气或二氧化碳)。这种气体在气雾剂喷雾设备中不液化。在打开阀布置时，压缩气体“推动”喷雾设备中的液体通过提供雾化的前述喷嘴。事实上，存在两种类型的“压缩气体推进剂气雾剂”。在一种类型中，只有来自容器的液体(被压缩气体“推出”)被供应到出口喷嘴。在另一种主要类型中，来自容器的推进剂气体的一部分泄放(bleed)到供应至喷嘴的液体中，喷嘴使所形成的两相、满气泡(bubble-laden)(“充满气泡的”)的流雾化以产生喷雾。后一种类型形式可以比前一种类型产生更细的喷雾。
相比较，“液化气体推进剂气雾剂”使用以气相和液相两种存在(在气雾剂喷雾设备中)的推进剂并且能与液相的推进剂混溶。所述推进剂可以是例如丁烷、丙烷或它们的混合物。在排放时，气相推进剂“推进”容器中的液体(包括通过喷嘴的溶解的、液相推进剂)。
众所周知，“液化气体推进剂气雾剂”能够比“压缩气体推进剂气雾剂”产生更细的喷雾。这是由于下述事实，在液化气体推进剂气雾剂中，液化气体的大部分在从气雾剂喷雾设备排放液体期间“闪蒸汽化”，并且这种快速膨胀导致细的喷雾。这种细的喷雾通常无法用“压缩气体推进剂气雾剂”实现，无论是以上述关于压缩气体推进剂气雾剂的两种主要方式中的任一种都无法实现。
已经尝试提高由“压缩气体推进剂气雾剂”生成的喷雾的“细度”。现有技术的提议包括“泄放”存在于容器中的一些压缩气体(例如氮气)并将其与液体产品混合以实现“双流体雾化”的可能性，这是为喷雾技术的其他领域(例如液体燃料燃烧)提供细喷雾的已知技术。然而，已经发现对气雾剂喷雾设备使用双流体雾化以产生细喷雾是极其困难的，并且最接近的方法是使用蒸汽相抽头(VPT用于“液化气体推进剂气雾剂”)的等同物以使一些气体泄放到阀中。然而，提高喷雾细度的结果并不是显著有益的。
PCT专利申请(公开)号WO 2011/061531和WO 2011/128607(通过引用将它们的内容纳入本文)各自公开了在“压缩气体推进剂气雾剂”的情况下产生细喷雾的气雾剂喷雾设备(尽管对“液化气体推进剂气雾剂”也存在一定适用性)。在WO 2011/061531和WO 2011/128607中公开的设备包括喷雾排放组件，该喷雾排放组件包括将流体从容器供应到设备的喷雾出口区域的流动管道。流动管道具有用于来自容器的液体的至少一个第一入口和用于来自容器的顶部空间的推进剂气体的至少一个第二入口。喷雾排放组件还包括阀布置，使得阀杆(stem)从第一限制位置到第二限制位置的移动打开第一入口和第二入口，以引起在流动管道中生成满气泡流(bubble laden flow)，用于供应到喷雾出口区域。在图1中示出了这种一般类型的气雾剂设备，该图示出了处于正常“静止”或“关闭”位置的已知气雾剂喷雾设备1。
设备1包括加压容器2，在加压容器的顶部安装有喷雾排放组件3，如该图中示意性示出的，喷雾排放组件压接(crimp)在容器2的顶部部分上。在容器2内设置有待从设备通过加压气体(诸如氮气、空气或二氧化碳)而分配的液体5，上述加压气体在液体中具有有限的溶解度并且位于容器2的顶部空间6中。取决于使用的容器的类型，顶部空间6中的气体可以处于例如9巴至20巴的初始压力。该初始压力可以是例如9巴或12巴。然而，现在有可用的更高压力的“标准”罐(但目前很少使用)，这种罐的初始压力是例如18巴或更高。这种罐也可以用在本发明中。更高的初始压力是好的，这是因为有更多质量的可用气体来促进雾化和更高的喷嘴速度，更高的喷嘴速度也有助于雾化，而且在罐排空时罐压力的成比例损失也较少。这有助于在罐寿命期间更好地维持喷雾质量和流速。
阀组件3包括大体上圆柱形、可轴向移动的阀杆7，阀杆具有从阀杆7的上端朝向其下端部分地延伸的轴向膛(bore)8。在阀杆7的下端(近端)，阀杆位于定位在容器2的内部的圆柱形壳体9内，并且在阀杆的上端(远端)配有具有喷雾出口区域11的帽10形式的致动器。在区域11的出口端设置有常规的MBU(机械断开(break-up)单元)插入件13。阀组件3通过金属顶帽30固定到容器2的顶部，金属顶帽在中央部分压接到阀壳体9的上端并且在外围(outer periphery)压接到容器的上边缘2a。外垫圈(未示出)通常固定就位在上边缘2a与顶帽30的外围之间，以确保气密密封。
粗略地说，通过按下帽10来操作气雾剂喷雾设备1，以引起阀杆7向下移动到“打开”位置，从而从喷雾出口区域11排放喷雾。如附图所示，阀杆7通过螺旋弹簧14向容器2的上方偏置。螺旋弹簧14的下端定位在壳体9的下壁17中的孔口16周围。从壁17垂下来的是具有下部扩大端19的管状套管(spigot)18，该下部扩大端上安装有汲取管20，汲取管延伸到容器2的底部。根据附图将理解，容器2的下部区域经由汲取管20、套管18和孔口16(其为壳体9提供液体入口)与壳体9的内部连通。
在WO 2011/061531和WO 2011/128607中公开的某些实施方案中，诸如在随附附图1中所示的，阀组件包括一对密封垫圈：专用于使液体入口28相对于杆密封的第一密封垫圈23；以及专用于使气体入口29相对于杆密封的第二密封垫圈21。环形垫圈22和23由橡胶或其他弹性材料形成，并且尺寸被设计成密封住阀杆7的外表面。在两个垫圈22和23之间的壳体9的壁中形成多个端口24，这些端口在顶部空间6中的加压气体与环状间隙21a之间提供连通。
液体供给通道28和气体泄放入口通道29彼此轴向地间隔一定距离，使得在如图1所示的气雾剂的“静止”状态(“关闭”位置)，通道29被上部垫圈22密封且通道28被下部垫圈23密封。通道28和29的截面与这些通道之间的轴向间距以及上部垫圈22和下部垫圈23的尺寸一起使得在将阀杆7按压到打开位置时，气体泄放入口通道29与液体供给通道28同时打开(或更优选地气体泄放入口通道29刚好在液体供给通道28之前打开)，从而引起在出口管道8中生成满气泡流，用于供应到喷雾出口区域11，从而以细气雾剂的形式从喷雾出口区域11中排放出。
在WO 2011/061531和WO 2011/128607公开的某些其他实施方案中，诸如附图2所示的，使用单个垫圈23将液体入口72相对于杆密封并且将气体入口71相对于杆密封。在阀杆7从关闭位置移动到打开位置时，阀杆入口71、72在垫圈23的近侧移动，并且因此分别与壳体9中的气体入口73以及壳体中的液体入口16流体连通，从而引起在出口管道8中生成满气泡流。参考WO 2011/128607的图9a至图16示出并描述了单个垫圈实施方案的其他实施例，在随附附图3a至3c中示出了其中的一个实施例，其中单个垫圈23实际上以两个相邻部件形成：薄垫圈112和环形密封件111，该单个垫圈通过支撑环110支撑在壳体中。
在图3c中更加详细地示出了薄垫圈112，并且薄垫圈包括具有中心孔口113的盘，该中心孔口的大小被设计成紧密配合在阀杆7周围。径向凹槽123a在盘的一侧从中心孔口延伸到盘的边沿，其中凹槽与延伸穿过盘的边沿的轴向槽口123b连接。凹槽123a和槽口123b一起包括气体入口端口，当阀杆被压下时，气体入口端口形成从顶部空间6到气体泄放入口121的气体流动路径，如图3b所示。槽口124在孔口113沿直径与凹槽123a相对的边沿上的点处延伸穿过盘112。当阀杆被压下时，槽口124在环形间隙21与液体供给入口122之间形成液体流动路径。环形间隙21经由通过阀杆7的下部的轴向通路106和位于通路106上端的横向开口108与壳体中的液体入口16流体连通。
图3a示出了处于关闭位置的该示例性的已知单个垫圈阀组件的阀杆7，其中阀杆7在弹簧14的作用下延伸出壳体9，使得气体泄放入口121和液体入口122每个都在密封件23关于垫圈112的相对侧(远侧)，或者至少被密封件阻塞。
单个垫圈布置的优点在于，与双垫圈布置相比，其使用更少的部件并因此减少材料、制造和组装成本。另外，可以容易地以非常适合于制造具有与常规液化气体推进剂气雾剂阀相同的总体尺寸的尺寸进行生产。然而，在这种已知的单个垫圈布置中，至少对于某些液体，存在垫圈可能由于与喷雾设备的液体内容物5的接触而膨胀的风险。这种膨胀将增加垫圈23与阀杆7之间的摩擦，而这可能导致阀杆变得难以移动或甚至被卡住。而且，为了确保在杆7移动到打开位置时，使杆气体入口和液体入口与它们的关联壳体气体入口和液体入口流体连通，有必要包括一些特征，诸如图3b的杆凸耳7a和关联的壳体凹槽9a，以防止阀杆7在壳体9中旋转，并在组装期间负责阀杆的适当定向。
因此，本发明的目的是提供一种其中喷雾设备的液体内容物保持与垫圈不接触的单个垫圈的阀布置。本发明的另一个目的是提供一种其中阀杆可以旋转到任何位置并且仍然起作用的单个垫圈的阀布置。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于气雾剂喷雾设备的阀组件，所述组件包括：
具有内壁的壳体，所述内壁限定阀室，所述室具有用于与所述气雾剂喷雾设备中的液体流体连通的液体入口，以及用于与所述气雾剂喷雾设备中的气体流体连通的气体入口；以及
具有近端和远端的阀杆，所述近端接收在所述阀室中，并且所述远端突出穿过所述阀室中的密封开口，所述阀杆在所述远端包括具有出口孔口的出口流动管道，并且在更近侧，所述阀杆包括用于液体的至少一个第一杆入口和用于气体的至少一个第二杆入口；
其中，所述壳体包括唇缘(lip)，所述唇缘从所述内壁向内突出，以沿着所述阀杆的至少一部分围绕所述阀杆的周边(perimeter)形成密封，其中阀室液体入口在所述唇缘的近侧，并且阀室气体入口在所述唇缘的远侧；
其中所述阀杆能够在关闭位置和打开位置之间移动：
在关闭位置中，所述至少一个第一杆入口在所述唇缘的远侧，并且所述至少一个第二杆入口在所述阀室中的所述密封开口的远侧，使得所述至少一个第一杆入口不与所述阀室液体入口流体连通，并且使得所述至少一个第二杆入口不与所述阀室气体入口流体连通；以及
在打开位置中，所述至少一个第一杆入口在所述唇缘的近侧以与所述阀室液体入口流体连通，并且所述至少一个第二杆入口在所述阀室中的所述密封开口的近侧并且至少部分地位于所述唇缘的远侧，以与所述阀室气体入口流体连通，由此在所述流动管道中形成满气泡流。
这种布置意味着，由于唇缘与阀杆之间的密封界面而不是密封垫圈，液体流动路径保持与气体流动路径分离(直到阀处于打开位置，此时液体和气体在出口流动管道中混合)。因此，液体从不与垫圈接触，并且因此避免了由于这种接触引起的垫圈的膨胀。
与其中必须将杆中的流动路径的组成部分与阀壳体中对应的组成部分对准的现有技术布置相比，该布置的另一优点是：不需要在壳体中对准杆；阀将在壳体内以任何旋转方位与阀杆一起操作。这使得制造更容易，并且提供更多样的阀。
与可比较的现有技术阀组件相比，部件的数量也减少了，这从而降低了阀及其制造的复杂性和成本。
用于气体的所述至少一个第二杆入口优选地在用于液体的所述至少一个第一杆入口的下游。
阀杆通常朝向关闭位置被偏置。
阀组件还可以包括限位挡件(limit stop)，以防止阀杆向远侧移动超过关闭位置。限位挡件可以包括肩部件(shoulder)，所述肩部件从阀杆朝向其近侧径向突出以抵靠所述唇缘。所述肩部件可以包括通路，当阀杆处于打开位置时，该通路允许流体从阀室液体入口流到至少一个第一杆入口，但是当阀杆处于关闭位置时，通路由于抵靠住唇缘而关闭，防止液体流过通路。通路可以包括至少一个径向延伸的管道，所述管道在其一端且在阀杆的中心处与阀杆的远端的膛流体连通，并且在其另一端与所述肩部件的外表面中的平行于膛和所述出口管道延伸的凹槽流体连通。
所述唇缘围绕阀杆形成密封的所述阀杆的至少一部分优选地具有恒定的横截面。通常，阀杆具有圆形横截面。
壳体可以包括杯部分和帽部分。阀室液体入口可以穿过杯部分形成，并且阀室气体入口可以穿过帽部分形成。
阀室气体入口可以包括多个径向凹槽，所述多个径向凹槽限定在壳体的上表面上的对应径向肋之间，与穿过壳体到达其外表面的管道相结合，以与安装有喷雾设备的容器的顶部空间连通。
密封开口通常由垫圈(优选地为平面的、环形垫圈)密封。在阀室气体入口包括限定在壳体的上表面上的对应径向肋之间的多个径向凹槽的情况下，垫圈优选地还限定了壳体中的径向凹槽的上边界(upper bound)。在某些现有技术布置中，有必要提供单独的部件以支撑壳体内的垫圈，诸如图3a和图3b的支撑环110。这对于本发明的布置是不必要的，其中壳体的上表面具有支撑垫圈并限定(一部分)气体流动路径的双重目的。
气雾剂喷雾设备优选为包括加压容器或可加压容器的类型，容器容纳有待从设备通过推进剂排放的液体，所述推进剂是温度为25℃且压力为至少50巴的气体。这对应于“压缩气体推进剂气雾剂”，诸如氮气或二氧化碳，这种气雾剂没有与液化气体推进剂气雾剂(诸如丁烷或丙烷)相关联的众所周知的缺点。
根据本发明的第二方面，提供了一种气雾剂喷雾设备，包括：加压容器或可加压容器，该加压容器或可加压容器容纳待从设备通过气体推进剂排放的液体，所述气体推进剂是温度为25℃且压力为至少50巴的气体；以及安装在容器上的喷雾排放组件，所述喷雾排放组件包括：
根据本发明的第一方面的阀组件；以及
具有出口限孔(orifice)的喷雾出口区域，从所述出口限孔排放容器中的流体。
气雾剂喷雾设备还可以包括安装在阀杆上并且包括所述喷雾出口区域的致动器组件，所述致动器组件还包括在杆流动管道与喷雾出口区域之间提供连通的排放管道。杆出口流动管道可以具有圆形横截面，排放管道可能也是如此。优选地，流动管道和排放管道具有相同的直径，理想地在0.5mm到1.5mm的范围内。流动管道和排放管道可以各自具有其直径的3至50倍的长度。排放管道可以在其整个长度上与流动管道共线。替代地，排放管道可以形成为两个部分，即与流动管道共线的第一部分和与流动管道成一定角度(例如与其垂直)的第二部分。
喷雾出口区域可以包括喷嘴，其适于在将满气泡流从设备排放之前对其施加旋流运动。喷嘴可以是机械断开单元。
根据一些实施方案，气雾剂喷雾设备包含选自由以下组成的组的材料：药物、农用化学品、香料、空气清新剂、气味中和剂、消毒剂、抛光剂、杀虫剂、脱毛剂化学品(诸如巯基乙酸钙)、脱毛化学品、化妆品剂、除臭剂、止汗剂、抗菌剂、抗过敏化合物及其中两种或更多种的混合物。
已经发现本发明特别适用于以下情况，其中喷雾出口区域包括喷嘴，该喷嘴适于在将满气泡流从设备排放之前对其施加旋流运动。喷嘴可以是机械断开单元，下面给出了喷嘴的其他详细实施例。利用这种单元，已经发现获得了被排放液体的良好雾化，从而产生细的喷雾。根据本发明的气雾剂喷雾设备极其适用于与各种消费型产品(例如空气清新剂、抛光剂、杀虫剂、除臭剂和喷发剂)一起使用。
本发明对于以下喷雾设备特别有效，其中喷雾出口区域包括适于在将满气泡流从设备排放之前对其施加旋流运动的喷嘴。喷嘴可以是常规的机械断开单元。因此，喷嘴可以包括排放限孔、设置在排放限孔周围的旋流室以及从旋流室向外延伸的一个或多个通路(“旋流通路”或“旋流臂”)。在这种布置中，流动管道(例如，经由致动器组件中的排放管道)与通路的外端连通，使得满气泡流被供应到旋流室以通过限孔排放。
喷嘴的排放限孔可以具有例如0.15-0.8mm的直径。可以存在1至8个旋流通路，每个旋流通路具有0.1mm-0.5mm的宽度和0.1mm-0.5mm的深度。旋流室可以是直径为0.3mm至2mm的圆形。
喷嘴可以包括插入件，该插入件具有抵靠设备的喷雾出口区域中的套筒(boss)的面(face)定位的面，其中所述排放限孔设置在插入件中，并且其中套筒和插入件的所述面被构造成限定旋流室和通路。
本发明的第一方面的这种阀布置不局限于应用于本发明的第二方面中限定类型的气雾剂喷雾设备，尽管它们确实具有这种特别的应用。相反，本发明的第一方面的阀布置可以应用于任何合适的气雾剂喷雾设备。
如同本发明的第一方面的一个实施方案，阀杆的下部区域可以位于壳体内，并且单个密封件可以安装在壳体上，用于与阀杆相对滑动地接合。
附图说明
将参考随附附图仅通过实施例的方式进一步描述本发明，在附图中：
图1示意性地示出了第一已知的气雾剂喷雾设备，具有带有一对密封垫圈的阀组件；
图2示意性地示出了第二已知的气雾剂喷雾设备，具有带有单个密封垫圈n的阀组件；
图3a至图3c示意性地示出了第三已知的气雾剂喷雾设备，具有带有由两个相邻部件形成的单个密封垫圈的替代阀组件；
图4a和图4b示意性地示出了处于相应的关闭位置和打开位置的根据本发明的阀组件；
图4c是图4b的一部分的详细视图，示出了环形唇缘和杆气体入口的相对位置；
图5a和图5b是阀壳体的帽部分的立体图，示出了气体流动管道；
图6是形成根据本发明的阀组件的一部分的杆的立体图；以及
图7是穿过图6的杆的截面图。
具体实施方式
在附图4a至7中示出了根据本发明的阀组件200。这种阀组件用于结合到在介绍部分大体描述的类型的气雾剂喷雾设备1中，并且包括容器2，该容器内是待从设备通过诸如氮气、空气或二氧化碳的加压气体而分配的液体5，上述加压气体在液体5中具有有限的溶解度并且位于容器2的顶部空间6中。
本发明的阀组件200将取代现有技术中的阀杆7和壳体9的组合，位于汲取管20与致动器10之间。
阀组件200包括阀杆220和具有限定阀室204的内壁的壳体202。壳体202由以下两个部分形成：下部杯部分206；和上部帽部分208。如以上参考现有技术所描述的，阀组件200将压接就位在容器的顶部处，以及阀杆220的远侧部分从容器的顶部突出以连接到致动器。
杯部分206具有下壁210，下壁带有穿过其的孔口212。管状套管214从下壁210垂下来。汲取管(未示出)将通常通过如参考图1的现有技术描述的扩大下端连接到管状套管214，汲取管延伸到安装有阀组件200的容器的底部。可以理解，安装有阀组件200的容器的下部区域经由汲取管、套管214和孔口212(其为阀室提供液体入口)与阀室204连通。
帽部分208包括大体上圆柱形的内壁224，在其上端处唇缘226从该内壁向内突出。帽部分的下端228具有较窄的外径，使得以过盈配合在杯部分206内侧配合。在帽部分208的上端，环形边缘230与上表面232一起限定了其中安置有环形密封垫圈260的搁架。
在上表面232上的对应径向肋236之间限定了多个径向凹槽234。凹槽234的内端234a在唇缘226上方向阀室的上端敞开。凹槽234的外端234b向周向凹槽238敞开，该周向凹槽仅在边缘230内部划定上表面232的界限。相应凹槽234、238的下表面和侧表面由杯部分本身形成，而它们的上表面由垫圈260的下表面262形成。
管道240穿过帽部分208形成，上端经由孔(hole)242向周向凹槽238敞开，并且下端经由帽部分外表面中的孔244离开杯部分的侧面。将理解的是，安装有阀组件200的容器的顶部空间经由管道240、周向凹槽238和径向凹槽234(它们一起提供阀室的气体入口)与阀室204连通。
阀杆220大体上为圆柱形，具有直径等于唇缘226的内径的外表面272，使得唇缘226围绕阀杆的周边形成密封。阀杆的近端274接收在阀室204中，并且远端276突出穿过环形密封垫圈260的中心264，环形密封垫圈的尺寸被设计成密封阀杆220的外表面272。垫圈260的下表面262限定了阀室204的顶部。
阀杆220包括出口流动管道280，在远端276处具有出口孔口282，并且更近侧地，具有用于液体的至少一个第一杆入口284和用于气体的至少一个第二杆入口286。如所例示的，存在用于液体的单个杆入口284和用于气体的单个杆入口286，并且它们大致定位在阀杆的中部，其中气体入口286稍微远离液体入口284。将理解的是，设想了替代布置。例如，可以存在多个液体入口284和/或多个气体入口286；入口284、286可以比所示的位于更近侧或更远侧；并且相应的液体入口与气体入口之间的轴向间隔可以比所示的更大。
朝向阀杆220的近端274，扩大的肩部件部分290从圆柱形阀杆220径向地突出。肩部件290的直径基本上等于阀室204的直径。膛292从阀杆220的近端面275中心地行进到肩部件部分290。四个管道294在肩部件部分290内从中心径向延伸到外部，在中心处上述管道向膛292敞开。在外端处，径向管道294向肩部件290的外表面中的平行于膛292和出口管道280行进的相应轴向凹槽296敞开。
如图所示，阀杆220通过螺旋弹簧222向阀组件(并且因此向气雾剂设备)的上方偏置。螺旋弹簧222的下端位于壳体202的杯部分206的孔口212周围。在关闭的阀位置中，如图4a所示，肩部件290在弹簧222的力的作用下抵靠唇缘226，并且由膛292、径向管道294和轴向凹槽296限定的流动通道由于轴向凹槽296的顶部抵靠住唇缘226的下侧而被阻塞。此外，液体入口284比密封垫圈260更远。相应地，在阀室液体入口212与出口管道280之间没有流体连通。在阀室气体入口234a与出口管道280之间也没有流体连通，这是因为气体入口286也比密封垫圈260更远，而该密封垫圈气密地密封住阀杆的外表面272。
肩部件290抵靠住唇缘226充当上限位挡件，防止阀杆220被进一步推出阀壳体202。
当阀杆移动到打开位置时，如图4b所示，杆液体入口284移动到唇缘226的下方(即，近侧)，从而经过由膛292、径向管道294和穿过杆肩部件部分290的轴向凹槽296限定的流动通路与阀室液体入口212流体连通。而且，杆气体入口286移动到密封垫圈260的下方(即近侧)到达阀室204的上端处与阀室气体入口234a流体连通的位置。杆气体入口286的至少一部分必须向阀室204的上部(即，唇缘226上方的部分)敞开。阀杆220的底面275抵靠住杯部分206的下壁210限定了下限位挡件。
因此，为了操作该设备，压下致动器帽10，使得阀杆220克服弹簧222的偏置从关闭位置向下移动到打开位置。结果，液体杆入口284和气体杆入口286移位通过垫圈260，并且分别与来自容器2的液体(或粉末)5以及与来自顶部空间6的压缩气体流体连通。
压缩气体现在可以通过穿过帽部分208的外表面中的孔244、管道240、孔242、周向凹槽238和径向凹槽234的通道并且通过杆气体入口286流入出口管道280。
液体5现在可以通过沿着汲取管20向上通过入口212、膛292、径向管道294和轴向凹槽296的通道流入阀室204的上部。被引入到阀室204的上部部分的液体5经由杆液体入口284进入流动管道280中，在该流动管道中液体与通过杆气体入口286泄放的压缩气体混合。在出口流动管道280中形成具有类似直径且没有显著聚结或分层的均匀气泡的满气泡流。
然后，该充满气泡的流可以优选地不受干扰地通过致动器10(诸如图1所公开类型中的一种)流动到喷雾出口区域11。该致动器帽10(其可以是来自Precision Valve(UK)Ltd的以“Kosmos”之名提供的类型)被模制，以定位在阀杆7、220的顶部，并且具有内部L形管道，该内部L形管道形成为与阀杆7、220的出口膛8、280共线的第一部分12a以及与部分12a成直角延伸并通向喷雾出口区域11的第二部分12b。可以替代地使用其他不同的制动器；在WO 2011/061531和WO 2011/128607中公开了多种不同的示例性样式。满气泡流的基本上无干扰的流动可以通过下述方法实现：构造出口流动管道280和通过致动器的流动管道，使得没有任何流动扰动，由此将满气泡流基本上以其被形成的形式输送到喷雾出口区域。
满气泡流应当处于以下速度，该速度使在出口流动管道280和通过致动器的流动管道中的流具有足够短的停留时间，使得不发生气泡聚结或分层。通常，流速应在0.5至5m/s的范围内。
满气泡流应当处于1巴到20巴的压力之间，并且在消费型气雾剂罐的优选实施方案中，处于4巴到12巴之间(在排空罐期间所述压力减小)。
出口流动管道280中的满气泡流包含的气体体积/液体体积的比率在该管道中的主导压力下应在0.2到3.0之间，并且更优选在0.3到1.3之间。
优选地，可以选择致动器10的管道和出口区域(包括可能需要的任何MBU 13)，以便理想地适合于待从其分配的任何液体(或粉末)产品的流动和雾化。
优选地，如图4c所示，杆气体入口286移动到其从唇缘226向远侧稍微偏移的位置——即，杆气体入口286的中心轴线287正好在唇缘226的中心线227上方。这不仅允许来自阀室气体入口234a的气体进入杆气体入口286，而且允许来自阀室液体入口212的少量液体进入杆气体入口286。
优选地，杆气体入口286是台阶状的，具有直径比内部部分286b(向出口管道280敞开)大的外部部分286a(向杆表面272敞开)。替代地，杆气体入口286可以具有圆锥形截面，从较大的外部部分渐缩至较小的内部部分。这种气体入口轮廓的优点是有助于制造：当模制阀杆时，通常将销插入模具中以提供相应的气体入口和液体入口。通过具有到气体入口的渐缩形轮廓或台阶状轮廓，对应的销可以具有匹配的轮廓，由此该销在其根部比恒定直径销(匹配气体入口所需的最窄直径)的情况更厚且更强。然而，也可以代替使用恒定直径的气体入口286。
在阀组件200的构造中，应当确保气体泄放通道240、238、234、286的总截面面积不应当大到使过量的气体泄放到出口管道280中使得在将容器中的所有液体5排放之前容器2就已耗尽了加压气体推进剂。通常，气体泄放入口通道的总截面面积应等于直径为0.15-0.8mm的单个、圆形截面入口的总截面面积。
在下表中示出了确保产生具有类似直径且没有聚结或分层的均匀气泡的满气泡流的阀组件200的结构的优选尺寸：
具有如上所示的尺寸，阀组件200特别适用于消费型气雾剂产品，诸如抛光剂、杀虫剂、除臭剂、喷发剂和空气清新剂。
将理解的是，相应的气体流动路径和液体流动路径的各个组成部分的具体尺寸和布置仅为示例性的，并且设想了替代布置。关键的是阀室气体入口234a在唇缘226的远侧，并且阀室液体入口212在唇缘226的近侧，而杆气体入口和杆液体入口定位成使得在将阀致动到打开位置时杆液体入口与阀室液体入口流体连通，并且杆气体入口与阀室气体入口流体连通。
特别地，可以省略流动通道292、294、296穿过并通过杆肩部件部分290的布置，只要杆液体入口仅在打开位置与阀室液体入口流体连通；当处于关闭位置时，流动路径由于唇缘226被阻塞。
而且，虽然阀组件被描述为具有四个径向管道294和相关联的轴向凹槽296，但是可以有更少或更多。同样地，示出了四个径向凹槽234，但是可以有更多或更少。
此外，虽然被描述为大体上圆柱形的，但是杆220可以采用其他大体上棱柱形的轮廓(诸如方形)，同时适当调整匹配部件(诸如垫圈260和唇缘226以及帽部分208的内壁224)。类似地，壳体202的外表面的形状不必是截面大体上为圆形的。
对于给定的离开限孔大小，气体流速和液体流速对气体入口直径和液体入口直径的依赖是复杂的；例如，提出减小液体入口直径导致管道内部的压力降低，而这增加了进入管道的气体流入。然而，该增加的气体流入可以增加气泡流在MBU的旋流入口和离开限孔处的阻塞，这导致液体流入速率比预期值降低。
为了使液滴大小最小化，必须使气体/液体体积比率最大化，然而较小的离开限孔和较高的罐压力也会使液滴大小减小。流动管道中的满气泡流包含的气体体积/液体体积的比率在该管道的主导压力下通常应在0.2到3.0之间，更优选在0.3到1.3之间，但是高达9.0的比率仍然可以产生令人满意的结果。
组装方法
在已知的阀组件(诸如参考附图1和2所描述的那些阀组件)中，杆7通常从上方插入壳体9中(在落进弹簧14后或者已经将弹簧附接到阀杆的底部之后)，然后组件3就可以与顶帽30压接在一起，将密封垫圈固定就位并将组件固定到容器2。得益于本发明的唇缘226和肩部件290，不可能从上方将阀杆220插入壳体202中。相应地，实施了修改的组装过程。
实质上，组装最初是颠倒过来实施的。对上部部分和下部部分等的参考应当被视为对在使用中它们的通常定向的那些部分的参考(即，与下部部分相比，上部部分更靠近阀组件的顶部并且更靠近阀组件所附接的容器的出口喷雾区域)。
因此，为了组装根据本发明的阀组件200，将垫圈260置于倒置的顶帽30的中央部分，并且将倒置的阀帽部分208置于顶部，使得垫圈260保持就位在顶帽30与“上”表面232上的搁架之间。阀杆220在从较窄的“下”端228朝向上表面232的方向上插入穿过帽部分208，远端276先插入。远端276以过盈配合穿过唇缘226，直到肩部件290抵靠唇缘226。然后弹簧222可以滑动覆盖阀杆的“下”近端274。替代地，弹簧222可以与杆220一起插入。然后杯部分206可以卡扣配合到帽部分208上。
然后，组装好的顶帽30、壳体202和杆220可以倒置(到直立定向)，用于压接顶帽30的中央部分，以将帽部分208固定到其上，确保孔244不被压接的顶帽30阻塞，以确保气体流动通道是可行的。然后，汲取管20可以在杯部分206的底部固定到套管214。
可以容易地想到组装步骤的替代顺序，诸如将阀壳体的杯部分206和帽部分208组装在一起(在将杆207和弹簧222插入帽部分208之后)之后将其与垫圈260一起置于顶帽30上，或者在已经倒置到直立定向之后将垫圈260置于组装好的杯部分和帽部分的顶部，然后在压接之前将顶帽30置于垫圈和阀壳体组合件的上方。此外，压接步骤和汲取管的安装可以代替地以倒置定向的组装进行。

Claims (20)

1.一种用于气雾剂喷雾设备的阀组件，所述组件包括：
具有内壁的壳体，所述内壁限定阀室，所述室具有用于与所述气雾剂喷雾设备中的液体流体连通的液体入口，以及用于与所述气雾剂喷雾设备中的气体流体连通的气体入口；以及
具有近端和远端的阀杆，所述近端接收在所述阀室中，并且所述远端突出穿过所述阀室中的密封开口，所述阀杆在所述远端包括具有出口孔口的出口流动管道，并且在更近侧，所述阀杆包括用于液体的至少一个第一杆入口和用于气体的至少一个第二杆入口；
其中，所述壳体包括唇缘，所述唇缘从所述内壁向内突出，以沿着所述阀杆的至少一部分围绕所述阀杆的周边形成密封，其中，阀室液体入口在所述唇缘的近侧，并且阀室气体入口在所述唇缘的远侧；
其中，所述阀杆能够在关闭位置与打开位置之间移动：
在所述关闭位置中，所述至少一个第一杆入口在所述唇缘的远侧，并且所述至少一个第二杆入口在所述阀室中的所述密封开口的远侧，使得所述至少一个第一杆入口不与所述阀室液体入口流体连通，并且使得所述至少一个第二杆入口不与所述阀室气体入口流体连通；并且
在所述打开位置中，所述至少一个第一杆入口在所述唇缘的近侧以与所述阀室液体入口流体连通，并且所述至少一个第二杆入口在所述阀室中的所述密封开口的近侧且至少部分地位于所述唇缘的远侧，以与所述阀室气体入口流体连通，由此在所述流动管道中形成满气泡流。
2.根据权利要求1所述的阀组件，其中，用于气体的所述至少一个第二杆入口在所述至少一个第一杆入口的下游。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的阀组件，其中，所述阀杆朝向所述关闭位置被偏置。
4.根据权利要求1、2或3所述的阀组件，还包括限位挡件，以防止所述阀杆向远侧移动超过所述关闭位置。
5.根据权利要求4所述的阀组件，其中，所述限位挡件包括肩部件，所述肩部件从所述阀杆朝向其近端径向突出以抵靠住所述唇缘。
6.根据权利要求5所述的阀组件，其中，所述肩部件包括通路，当所述阀杆处于所述打开位置时，所述通路允许流体从所述阀室液体入口流到所述至少一个第一杆入口；但是当所述阀杆处于关闭位置时，所述通路由于抵靠住所述唇缘而关闭，防止液体流过所述通路。
7.根据权利要求6所述的阀组件，其中，所述通路包括至少一个径向延伸的管道，所述管道在其一端且在所述阀杆的中心处与来自所述阀杆的所述远端的膛流体连通，并且在其另一端与所述肩部件的外表面中的平行于所述膛和所述出口管道延伸的凹槽流体连通。
8.根据任一项前述权利要求所述的阀组件，其中，所述唇缘围绕阀杆形成密封的所述阀杆的所述至少一部分具有恒定的横截面。
9.根据权利要求8所述的阀组件，其中，所述阀杆具有圆形的横截面。
10.根据任一项前述权利要求所述的阀组件，其中，所述壳体包括杯部分和帽部分。
11.根据权利要求10所述的阀组件，其中，所述阀室液体入口穿过所述杯部分形成，并且所述阀室气体入口穿过所述帽部分形成。
12.根据任一项前述权利要求所述的阀组件，其中，所述阀室气体入口包括多个径向凹槽，所述多个径向凹槽限定在所述壳体的上表面上的对应径向肋之间，与穿过所述壳体到达其外表面的管道相结合，以与安装有所述喷雾设备的容器的顶部空间连通。
13.根据任一项前述权利要求所述的阀组件，其中，所述密封开口通过垫圈被密封。
14.根据权利要求13所述的阀组件，当从属于权利要求12时，其中，所述垫圈还限定所述壳体中的所述径向凹槽的上边界。
15.根据任一项前述权利要求所述的阀组件，其中，所述气雾剂喷雾设备是包括加压容器或可加压容器的类型，所述加压容器或可加压容器容纳待从所述设备通过推进剂排放的液体，所述推进剂是温度为25℃且压力为至少50巴的气体。
16.一种气雾剂喷雾设备，包括：加压容器或可加压容器，所述加压容器或可加压容器容纳待从所述设备通过气体推进剂排放的液体，所述气体推进剂是温度为25℃且压力为至少50巴的气体；以及安装在所述容器上的喷雾排放组件，所述喷雾排放组件包括：
根据权利要求1至14中的任一项所述的阀组件；以及
具有出口限孔的喷雾出口区域，从所述出口限孔排放所述容器中的流体。
17.根据权利要求16所述的气雾剂喷雾设备，还包括安装在所述阀杆上并且包括所述喷雾出口区域的致动器组件，所述致动器组件还包括在杆流动管道与所述喷雾出口区域之间提供连通的排放管道。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的气雾剂喷雾设备，其中，所述喷雾出口区域包括喷嘴，所述喷嘴适于在将所述满气泡流从所述设备排放之前对所述满气泡流施加旋流运动。
19.根据权利要求18所述的气雾剂喷雾设备，其中，所述喷嘴是机械断开单元。
20.根据权利要求16至19中的任一项所述的气雾剂喷雾设备，包含选自由以下组成的组的材料：药物、农用化学品、香料、空气清新剂、气味中和剂、消毒剂、抛光剂、杀虫剂、脱毛剂化学品(诸如巯基乙酸钙)、脱毛化学品、化妆品剂、除臭剂、止汗剂、抗菌剂、抗过敏化合物及其中两种或更多种的混合物。
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